來自SISSA的研究人員利用ALMA干涉儀確定了一個神秘、遙遠的天體的主要屬性。這個年輕、緊湊的星系形成恆星的速度比銀河系快1000倍，這項研究為星系形成和其他”黑暗”天體的研究提供了寶貴的見解。

一個神秘的、非常遙遠的天體，在宇宙大爆炸”剛剛”結束20億年後的樣子，即使是最先進的儀器也無法看到。它的特徵終於被發表在《天體物理學雜誌》上的一項SISSA研究所描述。

在一個仍然年輕的宇宙中，一個極其遙遠的天體，其大小是目前宇宙的六分之一。一個如此黑暗的天體，即使是高度精密的儀器也幾乎看不到它。它的性質長期以來一直是爭論不休的話題，但是通過使用ALMA干涉儀進行測量，由Andrea Lapi教授領導的研究星系形成和演變的SISSA研究小組終於成功地確定了它的主要特性。它結構緊湊，含有大量的星際塵埃，是一個年輕的星系，形成恆星的速度大約是銀河系的1000倍。

對這個星系的描述將有助於揭示這個非常遙遠的天體的更多信息，並為研究其他”黑暗”天體指明新的方法。剛剛發表在《天體物理學雜誌》上的研究也將為開發星系形成和演變的高級模型提供新的見解。

用ALMA干涉儀獲得的凝聚態星系的圖像

第一作者Marika Giulietti解釋說：”非常遙遠的星係是關於我們宇宙過去和未來演變的真正的信息寶庫，她在SISSA研究天體物理學和宇宙學。然而，研究它們是非常具有挑戰性的。它們非常緊湊，因此難以觀察。另外，由於距離的原因，我們從它們那裡接收到的光線非常微弱。這種遮蔽的原因是星際塵埃的大量存在，它攔截了來自年輕恆星的可見光，使其難以被光學儀器探測到，並在更大的波長下重新發射，只有在（亞）毫米和無線電波段的強大干涉儀才能觀察到它。”

這些暗體並不特別罕見，近年來已經發現了幾個特別模糊的遙遠星系，即使是最強大的光學儀器，如哈勃太空望遠鏡也完全看不到。

在這些情況下使用的一個工具是所謂的引力透鏡，這是一個具有巨大科學潛力的解決方案。其原理很簡單：廣義相對論意味著離我們較近的、具有很大質量的空間物體會扭曲來自與它們完全一致的較遠來源的光線。通過這種方式，大型天體作為一種巨大的宇宙透鏡，使’背景’星系看起來更大更亮，從而使它們能夠被識別和研究。在過去的十年裡，許多觀測計劃都是用這種方法進行的。到目前為止，已經發現了大約一百個，但可能還有更多。

一個真正的特殊物體

Giulietti說，正是在這些調查中，本次研究的主要對像被發現：”這是一個非常特殊的天體。它非常明亮，有可能受到透鏡的影響，但這只發生在某些精確的波長上，可能是因為存在大量的星際塵埃。因此，對它的研究是非常複雜的。用ALMA（位於智利阿塔卡馬沙漠的一個非常現代化的亞毫米干涉儀）進行的觀測使我們能夠確定其特徵。我們通過採用特殊的編碼來研究這個奇特的天體，使我們能夠重建背景源的原始形狀，並了解透鏡本身的某些特性。觀測還提供了關於這個來源的氣體含量的寶貴信息，我們能夠確定它是如何分佈的。分析表明，這個天體非常緊湊，估計很年輕，並以極高的速度形成恆星。未來，詹姆斯-韋伯太空望遠鏡將揭示有關這個星系的更多信息，而這一點目前只有它能做到。”

該研究的共同作者Lapi教授最後強調了這項研究的重要性：”年輕、緊湊、以旺盛的恆星形成為特徵、大部分被塵埃掩蓋、擁有非常豐富的分子氣體庫的遙遠星系，是我們在本地宇宙中看到的大規模靜止星系的先驅，因此對宇宙歷史中導致這些結構形成和演變的過程提供了非常寶貴的見解。”

“我想強調的是，”教授繼續說：”這項研究的成功是通過SISSA天體物理學和宇宙學小組與設在博洛尼亞INAF射電天文學研究所的ALMA區域中心之間的協同作用實現的（特別是通過與該研究的共同作者Marcella Massardi博士的合作），這使得我們的學生能夠訪問並學習如何有效使用ALMA數據檔案，這是今天天體物理學研究的真正金礦。”